海洋技术涉及的仪器制造(海洋调查方法之传感器和仪器（3）)

三、海洋仪器

海洋仪器是观察和测量海洋现象的基本工具。可用于采样、测量、观察、分析和数据处理。传感器并不是仪器，它只是仪器的重要组成部分。只有传感器经过组装，再配以外壳防水、防腐、防压和信息输出等部件后，才能进行实地测量。早在15世纪中叶，便有人研制测量海水深度的仪器，比较简便而又可靠的测温工具是1874年研制出的，随后又设计出埃克曼海流计。20世纪50年代以前，海洋观测主要使用机械式仪器，回声测深仪是唯一的电子式测量装置。60年代以后，海洋观测仪器在设计上大量采用新技术，逐步实现了电子化。海洋观测仪器的电子化，是从单项测量仪器开始的，以后又发展为多要素的综合仪器。

根据目前使用情况，海洋观测仪器可以分为以下几种：

（一）海洋物理性质观测仪器

海洋物理性质观测仪器通常按所测要素分类，例如测温仪器、测盐仪器、测水位仪器、测波仪器、测流仪器、声学仪器、光学仪器。因为海水密度不便直接测定，通常用温度、盐度和压力值计算得到，所以盐度取代密度成为一个必测参数。对海水温度、盐度和压力的观测，20世纪60年代以前只能用颠倒温度表、滴定管和机械式深温计（BT），现在则用电子式盐温深测量仪（STD或CTD）等。船只走航测温常用投弃式深温计（XBT）；空中遥感观测海水温度则用红外辐射温度计；岸边潮汐观测使用浮子式，外海测潮采用压力式自容仪，大洋潮波的观测依靠卫星上的雷达测高仪。

自容式温盐深仪（CTD）

海浪观测仪器的品种比较复杂，有各种形式的测波杆，压力式、光学原理的测波仪，超声波式测波仪，近年用得较多的是加速度计式测波仪。海流观测相当困难，或用仪器定点测量，或用漂流物跟踪观测。定点测流是海洋观测中常用的方法，所用仪器有转子式海流计、电磁式海流计、声学海流计等，其中最流行的是转子式海流计。海洋声参数仪器主要用于观测声波在海水里的传播速度。海洋光参数仪器有透明度计和照度计，用以观测海水对光线的吸收和海洋自然光场的强度。

澳大利亚MGL公司——MarotteHS海流计

（二）海洋化学性质观测仪器

海洋观测中所用的化学仪器，主要用来测定海水中各种溶解物的含量。20世纪60年代以前，除少数几项可在船上用滴定管和目力比色装置完成外，大部分项目要保存样品带回陆上实验室分析。60年代以后，调查船上逐渐采用船用pH计、溶解氧测定仪，以及船用分光光度计和船用荧光计。近年来船用单项化学分析仪器与自动控制装置相结合，形成船用多要素的自动测定仪器。这种综合仪器还可配备电子计算机，提高其自动化程度。船用化学分析仪器的工作原理大致分两类：一类用传感器（主要为电极）直接测定化学参数；一类通过样品显色进行光电比色测定。目前，海水中的各种营养盐靠比色仪器测定，pH值、溶解氧、氧化-还原电位等利用电极式仪器测定。

多参数在线水质监测仪

（三）海洋生物观测仪器

海洋生物种类繁多，从微生物、浮游生物、底栖生物到游泳生物，相应有不同的观测仪器。海水中的微生物需采样后进行研究，采样工具有复背式采水器和无菌采水袋。浮游生物采样器主要有浮游生物网和浮游生物连续采集器。底栖生物采样使用海底拖网、采泥器和取样管。游泳生物采样依靠渔网，观察鱼群使用鱼探仪。海洋初级生产力的观测，除利用化学仪器测营养盐，利用光学仪器测定光场强度之外，还用荧光计测定海水中的叶绿素含量。为了观察海洋生物在海中的自然状态，需要利用水中摄像，有时还得使用潜器。潜器可使人们在海底停留较长时间，是观察海洋生物活动情况的良好装备。

德国HYDRO-BIOS公司——浮游生物多联采样网

（四）海洋地质及地球物理观测仪器

底质取样设备是最早发展的海洋地质仪器，分表层取样设备与柱状取样设备两类。表层取样设备又称采泥器，有重力式采泥器、弹簧式采泥器和箱式采泥器，其中箱式采泥器能保持沉积物原样。底质柱状采样工具有重力取样器，振动活塞取样管、重力活塞取样管和水下浅钻，还有一种靠玻璃浮子装置使柱状样品上浮的重力取样管成为自返式取样管。结合底质取样，还可进行海底照相。回声测深仪是观测水深、地貌和地层结构最常用的仪器，又称地貌仪，安装在船壳上或拖拽体上，可以观测海底地貌。利用声波在海底沉积物中的传播和反射测出地层结构。海洋地球物理仪器有重力仪、磁力仪和地热仪等。

WTMC8多通道柱状采泥器

（文章摘自中国海洋大学出版社出版的《海洋调查方法》，图片来自水德科技官网www.watertools.cn）「链接」